泥石流灾害防治工程范文
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篇1
关键词:可可托海 崩塌 泥石流 防治工程
中图分类号:P642文献标识码: A
Abstract: the project royalties and fees for the autonomous region in 2013 two investment project. The cocoa Xinjiang Fuyun county support the design and implementation of Sea Mine Park No. three vein landslide debris flow disaster prevention and control projects, eliminate a landslide debris flow on No. three vein threats, protection of geological heritage landscape resources, to protect people's lives and property safety. Through the analysis of the survey report of 1, mining data, as well as a large number of supplementary exploration work, combining mine park construction planning 2, the textile design book project
Keywords: Koktokay landslide debris flow control works
中图分类号:TD-0 文献标识码:A
一.自然地理概况
(一)位置及交通:防治区位于新疆富蕴县可可托海镇三号矿坑区域,行政区划属于新疆阿勒泰地区富蕴县可可托海镇管辖,防治区总面积0.82km2。防治区距富蕴县城55km,为山区公路,交通条件一般。
(二)社会经济概况:3号矿脉最早开采始于1935年,闭坑于2000年,陆陆续续经历了大半个世纪的开采,最终形成了目前的“地质圣坑”,矿坑直径约250米,深约140米,形成13层旋环运矿车道。可可托海镇是依托新疆稀有金属而发展起来的一个工业小城镇,2012年5月可可托海风景区成功创建为国家5A 级旅游景区。同年新疆维吾尔自治区将可可托海镇列为自治区历史文化名镇,镇南侧闻名于世的三号矿坑已于2004年申报为我国第一个以典型矿床和矿山遗址为主体景观的矿山公园。防治区就位于可可托海国家矿山公园景区内部。
(三)地形地貌::位于新准噶尔盆地的东北边缘,阿尔泰山脉的东端南麓,额尔齐斯河支流库依尔特河源头南侧山区,海拔1155-1306m,相对高差145m,分属低中山地貌及河谷地貌两个地貌单元,总体地势东高西低,南部山势较陡峭,地形坡度20-40°。
(四)气象水文:(1)气象:为典型的大陆性寒温干旱气候,极端最低气温-51.5℃,年均温-1.9℃,年均降水量250mm,年均蒸发量为1734mm,年均风速1.4m/s,常年主导风向为西北风。冻土深度2.2m,无霜期120d。(2)水文:额尔齐斯河支流库依尔特斯河是防治区内的主要水系,源于阿尔泰山南麓,从防治区北侧由东向西流,河谷在防治区附近宽300-500m,距防治区北侧边界约500m,河水流量最小为1.6-2.9m3/s,最大为200-350m3/s,多年平均径流量为7.0×108m3。
二.地质概况
(一)地层:防治内的地层以奥陶系和第四系为主,几乎所有出露的奥陶系均已遭受强烈的变质作用,变质程度较深,出露岩层裂隙发育,岩石破碎。其中第四系又分为上更新统-全新统冲洪积物和全新统人工堆积物。
(二)地质构造:防治区处于阿勒泰褶皱内的喀纳斯-可可托海地槽褶皱带可可托海复背斜,位于哈龙-青河晚古生代深成岩浆弧南缘阿拉尔花岗岩体南侧,南与克兰早古生代弧后盆地毗邻。总体向南西倾的单斜构造,产状:230°∠30-50°。区内新构造运动比较活跃,以升降运动为主的差异性块断升降运动。
(三)地震及区域稳定性
防治区地震动峰值加速度为0.20g,地震基本烈度为Ⅷ度属次不稳定区。
三.地质灾害特征及危害
(一)崩塌地质灾害特征及危害
特征:崩塌地质灾害主要位于三号矿坑开采边坡,分为土质和岩质两类。土质崩塌位于北侧观景台下部和东北侧运矿道路下部,岩性主要为第四系冲洪积物,主要由漂卵石层和块石碎石土层组成,坡长约330m,相对高差40m,坡脚堆积有大量松散堆积物;该区域土质边坡陡立,部分地段呈反坡,现阶段稳定性较差。岩质崩塌广泛分布于采坑岩质边坡处,岩性主要为辉长岩、斜长角闪岩、石英片岩;三号矿坑直径约250m,深约140m,形成13层旋环运矿车道,由于矿坑开采了大半个世纪,目前矿坑边坡岩石风化破碎,极易形成崩塌地质灾害;崩塌体积在几十立方米至几百立方米之间,规模均为小型。
危害:三号矿坑露天开采闭坑后,其部分矿段转为地下开采,目前坑内的采矿相关活动主要为风井建设及抽排水工程。每天仍有少量工作人员及设备进出矿坑,坑底抽排水设备也在不间断工作中。另外,3号矿坑目前为开放式的,坑内常有牲畜在坑内进行放牧活动;从观景台可沿矿坑道路直达坑底,游客及社会车辆可自由进出矿坑。在旅游季节常有少量游客和车辆进出矿坑。待后续矿山地质公园建成后,人员活动将更加频繁;崩塌地质灾害对其产生较大的威胁,严重破坏了地质景观整体效果。
(二)泥石流地质灾害特征及危害
泥石流灾害主要防治对象为三号矿坑1250高程以上的东侧至南侧一带低山冲沟流域,流域面积0.8km2。泥石流规模为小型水石流,由于泥石流沟位于3号矿坑南部,沟口直对矿坑,虽然目前已修建有简易土沟进行导流,但受土沟规模、尺寸、结构等因素限制,在暴雨及融雪季节,排导能力不能满足排泄需求,且在部分矿山道路交叉口处无明显沟渠,因此,常有大量水流直接流入矿坑。对矿坑边坡稳定性产生了较大危害,对日后矿山公园的正常运营也产生了较大危害,对地质景观产生了较大的破坏。
四.防治工程设计
(一)防治思路:充分结合矿山公园建设规划,有针对性地设计防治工程方案和合理布置防治工程量。通过灾害防治工程和监测预警结合的方式达到本次工作的目的。
(二)防治方案:对于坑壁的危岩体采用危石清理、浆砌石支护墙的措施进行防治,基本保持原有台阶形状,与原始矿坑地形地貌相协调。对于崩塌掉落于矿坑平台的落石采用全部清理的措施进行。土质崩塌灾害通过削填方对现状边坡进行削方放坡施工,使其恢复原有台阶状边坡。同时在台阶内侧坡脚修建挡土墙,提高坡面整体稳定性,并对斜坡进行格构护坡。泥石流防治工程以清理泥石流物源和排导泥石流水源的措施进行,首先将堆积在下游沟口的物源进行清理,并修建截排水沟,将沟内水源直接引出区外排导至库依尔特河内,达到防治泥石流的目的。地质灾害监测主要针对崩塌灾害,进行长期动态监测,在确定监测预警指标的基础上,结合区域现有通讯条件和监测预警平台软硬件建设的要求,建立出一套科学、适用合理的地质灾害监测预警系统。最终达到区域防灾减灾目的,使得地质公园运营及周边范围群众的生命财产得到有效的防护。
(三)主要防治工程手段:岩质崩塌灾害主要通过危石清理、浆砌石支护墙、落石清运等措施进行防治。土质崩塌防治方案分为边坡削填整饰工程、挡土墙工程、格构护坡工程、安全防护围栏工程。泥石流防治工程以排导泥石流水源和清理泥石流物源的措施进行,修建接排水沟,将沟内水源直接引出区外排导至库依尔特河内,对堆积在下游沟口的物源进行清理。设计建立3个一体化视频监测点对崩塌危岩体(带)进行长期观测。监测仪器的布设以视野良好、能够覆盖监视崩塌危岩体的原则进行。监测内容主要为人类工程活动、崩塌危岩体宏观形态变化情况,在雨季及大风天气应加强视频监测。
五.预期效益评价
防治区位于可可托海镇三号采坑,是可可托海国家地质公园的核心景区,防治工程的实施可保护人民生命财产安全,消除或减轻崩塌危岩体与泥石流的威胁,最大程度地保留了可可托海三号矿坑景区内原有的自然景观,使得防治工程与区域内的生态环境相辅相成、和谐共存,维护可可托海居民及旅游区旅游业的正常发展。社会、环境、经济效益明显。
参考文献
《新疆富蕴县可可托海稀有金属矿区地质环境治理前期勘查报告》,新疆地质工程勘察院,2013年7月;
篇2
关键词:泥石流;形成机理;防治方法
针对泥石流防治的来讲,除了要考虑泥石流的条件、性质、发生趋势和管理等方面的要求,更为重要的是要需要从全球的角度,以实用,相互关联的工程措施、生物措施、预警措施和有效的行政管理措施,泥石流流域或区域统一规划。因此,泥石流的防治不是单个的具体的预报或防治措施,而是若干个措施的结合,是泥石流预警预报、应急求助、灾前防治、灾后治理和重建等一系列工作的系统结合。目前,针对泥石流防治的研究已经进取得了一定进展,各种软硬防治方法层出不穷,但由于泥石流防治是一个复杂的系统工程,其中涉及宣传预防、紧急抢救和治理重建等众多环节,因此,如何以系统的理论来统领整个泥石流的防治,把各种方法有效结合起来,将有限的资源合理安排到泥石流防治的各个阶段,以到达安全最大化,效益最大化,仍然是一个值得研究的问题。
1防治方法
1.1防治概述
泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑,地形险峻的地区,因为暴雨暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快、流量大、物质容量大和破坏力强等特点。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等,造成巨大损失。
泥石流的形成需要3个基本条件:有陡峭便于集水集物的适当地形,上游堆积有丰富的松散固体物质,短期内有突然性的大量流水来源。
我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。
诱发因素:由于工农业生产的发展,人类对自然资源的开发程度和规模也在不断发展。近年来,因为人为因素诱发的泥石流数量正在不断增加。
1.2防治方法
经过上面分析讨论,泥石流防治工作主要包括两个方面,即硬性措施和软性措施,基本手段为在构筑强制性硬性措施的和行政管理方法为主,尽量有效避开泥石流灾害的软性措施。
一方面对于硬性措施来说,主要形成包括生物措施和工程措施的综合预防体系,能有效强制性的对泥石流形成进行限制,也就说更为有效的控制泥石流发生源地,从而避免泥石流灾害的发生,或者利用此方法降低灾害的暴发频率,能够减小规模或者消减灾害危害作用。但是同时,这种方面由于需要采用大量的人力和物力,只有对于重点地段才采用硬性措施,因而难以普遍采用。
另外一方面,对于软性措施来说,就是从过相关监测工作,来研究泥石流的气象、水文等主要因素的动态变化,来分析泥石流的发展变化,从而更为有效的对于泥石流灾害进行预测、预警处理,同时更为有效对于人畜进行疏散,从而安全能撤出灾区。利用这种方法可以有效进行科学决策,对于划分泥石流危险区并指导建设项目的规划选址和避灾具有重要意义。
下面针对实际工作情况,对于我国泥石流灾害现状及治理方法探讨,重点从3个方面探讨泥石流防治工作的开展。
1)重点在于预防,软性措施为先
预防为主的策略主要对于对潜在威胁和可能发生的灾害显得十分必要,同时利用软性措施为先的方针,可以有效减少灾害的影响,节省资金进行重点地段的整治工作,能够从全局的角度说明如何将灾害损失降低到最低。根据流域危险区划制订防避方案;铁路、公路、航道、水渠、电力及通讯等线路工程,在勘测选线和运营阶段,做好通过具有严重危险泥石流沟的绕避方案和线路通过泥石流活跃地区的选线绕避方案是防避泥石流灾害的有效方式。
2)应该把单项治理普遍化
对于我国铁路、公路部门来说,包括排导工程程、分洪工程、拦蓄工程和停淤工程等是普遍采用并运用多年、行之有效的泥石流治理方法。所谓的单项治理,主要是指,将泥石流与保护对象实行隔离,或将泥石流拦蓄停淤,或将泥石流疏导排泄,具有工程简单,功能可靠,造价节省,容易维护等优点,而不是直接在发源地对于泥石流进行治理。但是需要注意这种方式的局限性,其防灾减灾的效益较为有限,也就说它不具有、减少水土流失、抑制泥石流发生、改善生态环境的功能。
3)重点地段应综合治理
针对不同泥石流地段,包括上至流域水源区、形成区,下至流通段、堆积区,可以选取不同方法,采取多种措施对于泥石流形成与活动的全过程实施控制,这样才能保证尽可能减少灾害损失,目前,这也是我国城镇、工业矿区泥石流的防治处理主要方法。综合治理主要包括生物的、工程的、预报报警的、行政与法制管理的等方面的内容,也就是采用方法多种,措施多样,功能互补,覆盖范围较宽的多种措施。这样的处理方法能有效避免人为主观判断,同时也避免了由于设备故障,设施缺陷,管理维护不当引起的错误判断,从而能保证把灾害损失降低到最低。但是也需要注意,周期长(3年-5年或更久),需用人力和经费较多是这种方面的局限性所在,还难以普遍展开英勇,而仅限于重点实施。
2结论
本文介绍了泥石流的防治原理和方法,对台风暴雨和植被对泥石流形成的影响进行了定性分析,但是其具体的作用机制及微观机理还不太明确,尤其是在台风暴雨的反复作用下,植被的防水固沙作用到底有多大等问题,仍需要深入研究。
参考文献:
篇3
前言:地质灾害是指由自然因素或人为活动引发的危害人民生命财产安全或者使人类赖以生存与发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。地质灾害主要包括山体崩塌、泥石流、滑坡、地裂缝、地面塌陷以及地面沉降等灾害。其中由软弱岩土引发的地质灾害有山体崩塌、滑坡与泥石流。
1.我国地质灾害的表现特征
我国所处的地理位置较为独特,地质构造也很复杂,生态环境的多变,再加上人口众多,经济不是很发达,所以承灾能力比较弱,所有的这些因素加在一起,就形成了灾害频度高、类型多、影响面宽、分布广、强度大以及损失严重的局面。据有关资料统计显示,崩塌、滑坡、泥石流以及地面塌陷等地质灾害在我国非常容易发育。而崩塌、滑坡以及泥石流的分布面积就占到国土总面积的50%左右,其中尤其以西南和西北地区最严重。地质灾害的两大类型:第一类是由自然条件引发的地质问题,属自然地质灾害,这些灾害并不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动而引发的地质灾害,属人为地质灾害。这些灾害常常随社会经济的发展而日益增加,据有关资料分析,全国一半以上的地质灾害发生的主要原因都是人类的行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源破坏环境所造成的。而人为的地质灾害对人们的影响又是极其重大的,人为活动所导致的地质灾害的发生所带来的危害性大大超过正常状态自然条件下产生的地质灾害所带来的损失。例如:铁道、公路等各种工程建设的开挖及矿产资源的开发,经常会加剧地质灾害的发生,比如:地面塌陷与沉降、土壤侵蚀、岩爆、滑坡、荒漠化、泥石流及瓦斯爆炸、坑道涌水等诸多的灾害。人类滥砍滥伐森林,造成土壤侵蚀、滑坡及泥石流等地质灾害的发生,并导致加剧洪灾的发生。一些工程上用的爆破技术也会诱发岩溶的塌陷与滑坡等地质灾害的发生,并且还有可能导致连锁性的岩溶塌陷的出现。人为诱发的地质灾害具有诱发速度快、灾害面广、损失巨大等特点,往往会给人类带来巨大的经济损失和人员的伤亡。
2.我国的地质灾害的大概分布
我国是一个幅员辽阔、地形地貌复杂、地质种类繁多的国家,同时我国也是世界上地质灾害最严重的国家之一,我国的地质灾害的大概分布(见图1)。主要有:地壳活动的灾害,例如地震与断层等;斜坡软弱岩土体运动的灾害,例如泥石流、滑坡与崩塌等;地面变形的灾害,例如地面沉降与地面塌陷等;矿山与地下工程的灾害,例如洞井塌方与岩爆等;城市地质灾害,例如建筑地基与垃圾堆积等;河、湖、水库的灾害,例如淤积、榻岸等;海岸带灾害,例如海平面升降、暴风雨及海水入侵等;海洋地质灾害,例如潮流沙坝、水下滑坡、浅层气害等;特殊岩土的灾害,例如冻土冻融、膨胀土涨缩及沙土液化等;土地退化的灾害,例如水土流失、土地盐碱化、沙漠化、潜育化及沼泽化等;水土污染和化学异常灾害,例如地下水质的污染、农田土地的污染及地方病等;水源枯竭的灾害,例如河水漏失、泉水干涸以及地下含水层疏干等。
地质灾害的发育、分布以及危害程度与地质环境背景条件、植被条件、气象水文、人类经济活动及其强度等都有着极为密切关系。其中崩塌、滑坡及泥石流灾害的分布范围就占国土面积的1/5左右,具有极其明显的区域性分布规律。滑坡主要分布在桂西、桂北、桂东南的层状碎屑岩出露地区 。崩塌在全区均有分布,山区公路边坡上比较常见。其中规模较大的主要分布于桂西、桂东、桂东北、桂东南。 地面塌陷主要分布在岩溶地区与矿山采空区。而这一切都是地质岩土的本质特性决定的,其中崩塌、滑坡、泥石流就是由软弱岩土而引发的地质灾害。
3.软弱岩土的基本特征
这种岩土是在相对缓慢的流水中沉积,经过生物作用、化学作用形成的,其具有压缩性较高,而承载力较低及灵敏性高的特点,富含大量有机质,天然的含水量比较丰富,天然孔隙比大于1.0。例如淤泥、淤泥土质及其它高压缩饱粘性土等。故软弱岩土有流变的特点,在静载作用下流变的行为比较缓慢,短时间内不会产生地质灾害,然而如果在外部动态载荷发生作用的前提下,例如人类的滥砍滥伐,不注意植被的保护以及洪水冲刷等原因,软弱岩土就会快速发生流变导致滑坡、泥石流及地面塌陷等严重的地质灾害发生;它同时也具有触变性,原状土壤受到振动以后,就会在一定程度上破坏结构的连接,从而降低土壤的强度,并很快地使土变成稀释的状态;具有较低的强度、较低透水及不均匀性,因沉积环境的变化,通常会带有薄厚不均匀的粘土层。且夹粉细砂透镜体,使地层在水平与垂直分布上不均匀。动态荷载的强烈作用是引发岩土地质灾害主要的而且是最直接的外部因素,软弱岩土自原来的缓慢流变变化为快速流变是岩土突发地质灾害的外在表现方式。而在传统的地质灾害研究中却忽略了自然现象中存在的动态载荷促进流变的作用与软弱岩土动态流变的行为,故难以准确发现其突发的机理与大位移流动变形的规律,使得研究的结果和实际情况产生一定的偏差。
4、软弱岩土引发的地质灾害及地质灾害产生的影响以及防治措施
我国的建筑、土木建设、水利设施以及岩土与地下工程等很多的工程都建在软弱岩土的地基上。这种情况下,因软弱岩土本身的特性再加上特殊的外力作用例如暴风雨、洪水及人类的活动等强烈作用下,它就会加速流变,引发岩土松动失稳,从而导致建筑物地基倾斜及沉降,更有甚者就是建筑物与桥梁等工程发生开裂及倒塌现象引发重大安全事故。所以,外在的作用力更容易加速软弱岩土的流变,从而导致泥石流、滑坡及崩塌等地质灾害的发生。
4.1泥石流地质灾害
泥石流是因为降水产生在谷地、山沟或者山坡上的一种挟带大量的泥砂、石块与巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体与液体的混合颗粒流。
4.1.1泥石流产生的原因有: 不合理的开挖;不合理弃土、弃石及弃渣等;滥砍滥伐滥垦等。
4.1.2泥石流地质灾害产生的后果(见图2):泥石流往往具有突然暴发及来势凶猛的特点。并且兼有滑坡、崩塌及洪水破坏的双重作用,危害程度比单一的滑坡、崩塌及洪水的危害更加的广泛与严重。对人类的危害主要有:一、对人类居住的危害,泥石流最常见的危害之一就是冲进乡村与城镇,摧毁房屋、工厂及其他场所设施。淹没人畜及毁坏土地,甚至造成村毁人亡的重大灾难。二、对铁路及公路的危害,泥石流可以直接埋没或摧毁铁路与公路,冲塌路基及桥涵等大型工程设施,导致交通中断,还有可能引起正在运行的火车与汽车发生颠覆事故,造成重大的人员伤亡事故。有的时候泥石流会冲入河道,从而引起河道的大幅度变迁,间接的毁坏公路、铁路与其它的构筑物,有时可能会迫使道路改变线路,以于造成巨大的经济财产损失。例如甘川公路394公里处对岸的石门沟,在1978年7月暴发以此严重的泥石流,堵塞了自龙江,公路也被淹l公里,由于白龙江的改道使得长约2公里的路基变成了主河道,公路、护岸以及渡槽全部被催毁。该线路从1962年以来,因受到对岸泥石流的影响己被迫改线3次。泥石流给我国的铁路与公路造成了无法估计的巨大的经济损失;三是对水利水电工程的危害:主要危害是冲毁水电站、过沟建筑物与引水渠道、淤埋水电站尾水渠并淤积水库、磨蚀坝面等灾害。四是对矿山的危害:主要是摧毁矿山及其设施,淤泥埋藏矿山坑道、伤害矿山人员及造成停工停产等灾害,有时甚至使矿山报废不能再次使用。
图2 泥石流灾害
4.1.3对泥石流的防治措施
原则上,工程在选址时应该避开泥石流的多发区,但是实在无法避开,就必须使用相应的防治措施,将泥石流产生的危害降到最小,最常用的防护措施有:建场储淤,在泥石流流经的下游地方进行建场储淤,用来减少泥石流中的颗粒含量,从而达到降低泥石流冲击力的作用,降低对下游建筑的伤害;改道排导,在泥石流比较多的区域的下游修建改道排导沟,避免因泥石流出现改道情况及漫流的现象导致影响范围扩大;拦挡较大颗粒固体物质,泥石流中除泥沙等小颗粒固体物质外还含有砂石等大颗粒固体物质,所以在泥石流流经的下游修筑拦砂坝,可有效的拦截泥石流中包括砂石等的大颗粒固体物质,从而达到降低泥石流的冲击力,减轻泥石流危害的作用。
4.2滑坡地质灾害:
滑坡是指山体斜坡上某一部分岩土在重力的作用下,沿着一定的软弱结构面产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用与现象。
4.2.1滑坡形成的原因:
4.2.1.1地质原因:岩土的类型,通常各类岩土都有可能形成滑坡体,但其中结构比较松散,抗剪的强度与抗风化的能力较低,在水的作用下其性质比较容易发生变化的岩土,例如松散覆盖层、红粘土、黄土、泥岩、页岩等软硬相间的岩层构成的斜坡就比较容易发生滑坡;地质构造,构成斜坡的岩土体只有被各种构造面切割分离并呈现不连续的状态时,才会形成向下滑动的条件;地形地貌,处于一定的地貌部位,具备一定坡度的斜坡,才有可能发生滑坡;水文地质,地下水的活动,在滑坡形成中起着主要作用。
4.2.1.2内外应力的原因及人为原因:在地壳运动活跃的地方与人类活动多的地方都是滑坡的多发区,外界因素的作用影响着滑坡发生的基本条件,从而导致滑坡的方式。其中主要诱发因素有:降雨、地震、融雪、地表水的冲刷及浸泡等地表水对斜坡坡脚的不停冲刷;不合理的人类活动;还有比如风暴潮、冻融、海啸等原因也可能会诱发滑坡。
4.2.2滑坡地质灾害产生的后果(见图3):滑坡地质灾害发生以后,首先是对坡下的人类生活、建筑及人员生命造成严重损害,自然力量的不可抗拒性必然会使处在滑坡威胁区域内的人类活动遭到严重破坏,其次是破坏了生态环境,岩体裸露,植被无法生长。
图3 滑坡地址灾害
4.2.3对滑坡地质灾害的防治措施
滑坡的防治措施应当以预防为主。因为引起滑坡的原因有很多,在进行滑坡防治时就要认真分析原因,针对具体情况使用不同的应对措施。目前最经济有效的防护措施有:增加斜坡岩土的力学强度,通过提高斜坡岩土的力学强度,提高坡体的承受能力,从而降低其滑动力,以达到防治滑坡的目的。在多种提高斜坡岩土力学强度的方法中,削坡减载和边坡加固是最为有效而且最为实用的;合理控制地下水,控制地下水的目的主要是解决水对坡体的威胁。在滑坡的自然成因中,其中水就是最大的影响因素,许多滑坡的形成都与水有关。所以,合理的控制地下水能够有效的从根源上预防滑坡的发生。
4.3崩塌地质灾害
陡坡上被直立裂缝分开的岩土体,因为根部空虚,折断压碎或者局部的移滑,导致失去稳定,突然脱离母体而向下翻滚与倾倒并堆积在坡脚的现象叫做崩塌。
4.3.1崩塌地质灾害形成的原因:不合理的开采矿产资源;路桥工程开挖边坡;水库蓄水及渠道渗漏;堆、弃渣填土;强烈的振动。
4 .3.2崩塌地质灾害产生的后果(见图4):对灾害发生区域人们的生命安全及财产造成重大威胁,破坏交通设施及基础设施。
图4山体崩塌灾害
4.3.3崩塌地质灾害的防治措施
在采取崩塌防治措施前,要仔细分析崩塌的形成原因,并制定相应的解决方案。传统的防治技术有很多,比较常见的有:拦截、排水、护墙、护坡及支挡等。随着科技的发展,一些新型的防治技术逐渐应用到崩塌的防治中,如SNS柔性拦石网技术,该技术能够有效防治坡度较陡的崩塌,对落石强度较大的崩塌也能够取得较好的防治效果。
5地质灾害防治的主要施工技术标准及防治措施
5.1 施工技术标准总结: 地质灾害防治工程的最大特点就是隐蔽性、复杂性与多样性。涉及地质灾害防治工程的施工技术规范和标准有: 地质灾害防治工程现行施工技术标准与规范,例如《滑坡防治工程设计与施工技术规范》;各种民用、工业及市政工程项目的地基、地基处理、高切坡、深基坑以及基础病害工程防治等所需要的技术规范与标准,例如《建筑地基基础工程施工质量验收规范》; 各种水电水利工程的土石方、地基与基础及岩土工程所涉及的技术规范与标准,例如《水电水利工程预应力锚索施工规范》; 各种交通建设中涉及到的滑坡、边坡、塌陷、危岩与沉降等工程防治的技术标准与规范,例如《公路隧道施工技术规范》)。
5.2 地质灾害工程的主要防治措施
5.2.1 防治工程设计措施
地质灾害防治工程的设计,必须依据滑坡、崩塌、不稳定斜坡的成因机制、易发性、运动模式及防治目标予以制定,依据灾害发生的主要原因确定相应防治措施; 依据灾害的容易发生的频率,来确定防治工程的强度以及工程量。
5.2.2地质灾害防治的主要措施
5.2.2.1工程防治措施 :工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件与方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水方法、前缘支挡方法或者削方减载护坡方法等工程措施较为适应;对于中型以上的滑坡事故,要依据工程地质勘察资料来选择合适的工程防治措施。
5.2.2.2生物防治的措施 :是指进行植树造林,护坡种草与合理的耕牧。它具有应用范围广与投资省的优点,能很好的促进生态环境的平衡,对改善自然环境有着十分有利的作用,其还具有防治效果持续时间长的特点,但是需要比较长的时间才能充分发挥其良好的效益。 依据调查区地质灾害的特点与自然、经济等条件,地面塌陷区、泥石流区以及水土流失区域要实行退耕还林及封山育林等更为有效的防治措施,以更好的减少地质灾害的发生频率。
篇4
[关键词]公路;泥石流;综合防治;方案
中图分类号:U418.56 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)42-0193-01
我国山区占国土面积的2/3以上。全国每年因公路地质灾害造成的经济损失可达几十亿到上百亿元人民币,在这些损失中,山区公路占有较大的比例。泥石流是山区特有的一种突发性自然灾害现象,是一种饱含大量泥砂石块和巨砾的固液两相流体,是地质、地貌、水文、气象、土壤、植被等自然因素和人为因素综合作用的结果,是山地环境恶化的产物,也是毁损山区公路路基、路面及其结构物的重要外在动力机制。
一、泥石流对公路工程的危害形式
(一)泥石流冲击
泥石流冲击(撞)可以是泥石流体直接作用于其危害对象,也可以是泥石流体中的个别巨大漂砾作用于其危害对象的某一部分,还可以是泥石流龙头掀起的泥浆或石块飞溅起来砸向其危害对象。
(二)泥石流冲刷
泥石流冲刷包括下蚀、侧蚀和磨蚀。若泥石流下切掏蚀沟床,导致沟床被切深,使过沟建筑物(如路基、桥墩等)和护岸(坡)的基础被掏空,使其破坏;若泥石流侧蚀沟床,则会破坏岸坡稳定,引起崩塌、滑坡等失稳现象发生,促使泥石流活动更加活跃,危及岸坡之上的各种设施。我国西南山区泥石流多发地区的公路经常出现因泥石流冲刷导致公路损毁的现象。
(三)泥石流淤埋
在泥石流堆积区,堆积下来的泥砂石块会对通过该区公路的各种设施造成淤埋。泥石流规模、暴发频率、堆积区地形等的差异,导致其淤埋速率和范围不同。
(四)泥石流次生灾害
泥石流的产生会对其所汇入的主河流形成堵塞,根据对主河流的堵塞程度可分为部分堵塞和完全堵塞。部分堵塞指泥石流进入主河道堆积,挤压主河道,但未堵断主河的现象。其可使泥石流沟口附近主河形成急流险滩,还可导致河水主流线改变,迫使主河移向对岸,致使对岸严重冲刷,一旦被冲刷段坡岸失稳,将会对沿岸的公路结构物造成严重破坏,或导致公路路基失稳破坏,从而严重威胁路上车辆和行人的安全。完全堵塞指泥石流在其所汇入的主河流内形成天然拦河坝,将河流完全堵断,在上游形成堰塞湖,水位不断增高,沿河两岸的公路设施将被淹没;堵塞体一旦溃决,对河流下游公路将造成毁灭性破坏。
二、公路泥石流防治原则
(一)因地制宜
泥石流的分布区域很广泛,尤其在西南山区更为明显,各类泥石流的性质不同,比如稀性泥石流和黏性泥石流就表现出不同的力学和物理性质。公路所经过的泥石流沟道的地貌和水文条件,对泥石流的形成有至关重要的影响,泥石流沟道的发育历史和致灾潜力也是千差万别。因此,因地制宜是泥石流治理工程的基本原则。
(二)综合治理
泥石流的防治基本上采用的是综合治理的措施,在某一区域或者时间段,单项措施也可以当做综合治理设计的一部分,经调查研究,公路泥石流采用综合治理的效果较为显著。各类泥石流防治措施的设计不同,起到的作用也有差异,各中工程设施是不可互为代替的。作为综合治理的每一部分,各种设施是必须要相互结合和相互补充的。
(三)经济、有效
泥石流治理工程复杂性高、难度大,往往需要很大的泥石流治理经费预算。治理的同时,应注重防灾减灾,并且要兼顾稳定和恢复生态平衡,选择最经济有效的治理方案和措施。工程措施的费用往往占着较大比例,所以不强求对每个泥石流沟进行综合全面的整治,往往生物措施所耗材料少,投资小,生态效益高,又有经济价值和增产作用,建议每个分部分项工程处都多采用生物工程措施。针对同一个工程,制定多套方案,进行优化比选,对每套方案分别设计,制定预算,通过比选来确定最经济有效的设计。公路泥石流的规划设计要遵守有关的法律法规,严格遵守相关的行业规范。
三、工程实例
某公路工程全长51.45km,该公路工程所处地地质条件极为复杂,沿线地质破碎,滑塌、崩塌、泥石流等地质灾害频发,水土流失严重,生态环境十分脆弱,尤其是泥石流十分发育,严重威胁公路建设与运营安全。因此必须强加对泥石流病害的防治力度,具体措施如下:
(一)A段
设计比较方案A段经过大白泥沟泥石流。该沟为常年流水沟,为沟谷型粘泥石流。该冲沟沟域植被不发育,岩体破碎,顶部沟道两侧发育有崩塌、滑坡,沟床中坡洪积、崩坡积松散堆积物丰富,主沟长9.6km,比降为1/9.3,近期曾发生大型泥石流,一次冲出量约6-10万立方米,使该沟口大白河河道逐年抬高。
本路段采用以排导为主的综合防治措施,拟建桥梁跨越,结合排导结构直接穿越路线,避免了泥石流与公路边坡的接触。边坡防护方面,本路段公路边坡部分的设计方案,采用山区公路边坡防护设计方案即可。工程设计方案中,C线从泥石流沟沟口横跨,拟建大白泥大桥跨沟通过,该泥石流对拟建C线大白泥大桥桥墩冲刷影响较大,同时河床逐年抬高,泥石流淤积对桥梁危害性大。桥梁高度设计时,应充分考虑桥下净空安全高度,根据大白泥沟历史爆发资料,同时参考分析河床高的变化规律,确定出合理的桥位高度;桥墩的抗冲刷能力需满足规范要求。
(二)B段
设计方案B段经过阿旺小河泥石流,该沟位于大白河左岸,为季节性沟谷,属黏性泥石流。该冲沟纵坡陡、流域面积较大,主沟长9.7km,比降为1/5.9,支沟极为发育,虽沟域中下部植被发育较茂密,两侧均为梯田,但中上部山体较破碎,且沟谷中上部两侧一直开采矿山,对环境破坏较大,矿渣堆积于沟道内成为物源,其左右岸坡发育多处崩塌堆积于沟中,为该泥石流主要固体物质来源,加上冲沟在坡洪积、崩坡积松散堆积物,推测一次性冲出量约5-10万立方米。
本段采用以治水为主的综合治理的方案。采用工程措施和生物工程措施,对山坡、水源、森林和农田进行综合治理。在泥石流形成区建设调洪水库,营造水源涵养林,用来调节洪水,削减洪水洪峰,目的是为了控制泥石流形成的必要条件--水源。在特殊位置设置抛石防护、石笼防护,营造水土保持林,通过一体化的防护设计,以达到泄洪、拦渣,调节洪水流量,稳固河床,拦沙稳坡,减少形成泥石流的松散土体和碎屑颗粒的来源,防止沟道下切和沟壑发育。在流通区以下修建导流堤,开挖排导沟,种植防护林带,用来稳固泥石流沟床,控制泥石流流势,调节控制洪流。在这个条件复杂的泥石流沟谷内,必须采取固坡、治水和合理排导的综合治理措施,才能控制住泥石流的爆发,削减泥石流的危害。
公路泥石流的危害较大,严重危机人们的生命安全,因此必须加强综合防治措施。文章结合工程实例,以排导、治水和治土为主的综合防治方案,效果良好,期望能给同类型工程提供借鉴和参考。
参考文献
[1]廖丽萍,朱颖彦,杨志全,MuhammadWaseem,SteveZou,陈济丁,王云,叶成银,张学进.中巴公路泥石流灾害破坏及防治优化[J].地质科技情报,2013,06.
篇5
关键词:泥石流;危害;特点;防治措施
Abstract: the debris flow in common is a serious happens the geological disaster, because of jilin geological conditions, also frequent landslides, to the country and the property of the great threat to life. This paper defines the definition of debris flow, then the characteristics of debris flow, danger, cause the careful research, finally puts forward the prevention measures, has certain theoretical significance and practical value, for everybody reference.
Keywords: mudslides; Harm; Characteristics; Prevention and control measures
中图分类号:[TV144]文献标识码:A 文章编号:
引言
我国是一个多山的国家,泥石流地质灾害频发。泥石流是指沟谷坡地的大量泥沙、石块等固体物质在洪水作用下的混合流动。泥石流是物源、地形地质地貌、降雨等因子非协同异变耦合作用的必然结果。其具有突发性强、历时短的特点,破坏力极大。
1泥石流的特点及危害
泥石流具有突发性强、破坏大、历时短的特点,其发生的范围较小,往往局限于沟道及沟口。但是其灾害后果往往具有毁灭性。其危害主要是冲积扇能毁坏大面积的农田,在其下泄过程中由于动能极大,往往冲毁房屋建筑、公路、铁路、桥涵,给工农业生产及交通带来严重的后果。因此,科学地分析泥石流的发生、发展机理,确定导致泥石流产生的各种因素,对预防和治理这种破坏力极强灾害的发生具有十分重要的指导意义。
2泥石流的成因
根据对泥石流频发地区的观测勘查结果,泥石流的活动强度主要与地形地貌、地质环境和水文气象三个方面的因素有关。崩塌、滑坡、土壤侵蚀剧烈、岩石风化程度深,则易成为泥石流固体物质的补给源;沟谷长度大、集水面积大、沟床纵向坡降大等因素为泥石流的流通提供了条件,水文气象因素直接提供水动力条件。综上所述,泥石流的产生主要有以下三大类因素:
(1)自然因素
一般发生泥石流的地区都是地表植被覆盖率低,土壤侵蚀模数相对较大,岩体构造面较发达,坡面陡且长,遇到强度大的降雨,很容易诱发局部山体滑坡,从而产生泥石流顺坡而下。
不同岩体结构面,抗风化能力不同,风化程度也不同,风化程度高的地区,沟谷内松散堆积物和风化剥落物丰富,为泥石流的发生提供了物质来源,吉林省山区的岩体主要以火成岩为主,岩石的种类又以花岗岩和玄武岩居多,地表的花岗岩大多风化强烈、裂隙发育,玄武岩柱状节理也十分发育,这些特殊的地质条件都为泥石流的发生提供了大量的物质来源。这里我们从一个重要的指标中找到规律,即土壤侵蚀模数。土壤侵蚀模数是指每平方千米年产生的土壤侵蚀总量。需要观测及计算获得。在我国乃至国外是评价某地生态环境现状的重要指标之一,通过观测其变化,不但可以反映当地的生态环境现状,还可以为预防泥石流的发生提供科学依据。实验证明,随着土壤侵蚀的加强,也在增加,极易引起沟谷侵蚀发育,从而促进加剧山崩、滑坡和泥石流灾害的形成和发展,被剥蚀的泥土、砂石同时也为泥石流的发生提供了充足的物质来源。资料表明,根据土壤侵蚀分级情况,当>5000t/(km2・a)时,只要坡度、降雨量和持续时间满足泥石流产生的三大因素,便极易产生泥石流,应重点加强监测,提前预警,启动相关预案。
(2)人为因紊
生态环境遭到人为破坏,地表植被被破坏,采取极其低下的不科学的耕作方式或进行生产建设活动,造成水土流失。由于植被根系可以固定土壤,在植被被破坏后,坡面降水很容易形成径流并且逐渐形成侵蚀沟,久而久之,侵蚀沟不断发展,坡面被侵蚀沟纵横相切,遇到强度大的降雨,大量泥沙、石块等固体物质和洪水混合下泄,从而发生泥石流。一些人为工程活动,如滥伐森林,修建铁路,公路,采石弃渣等,往往也为泥石流的发生提供大量的物质来源。
(3)水文气象因素
水既是泥石流的重要组成部分,又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源),泥石流的水源,有暴雨、冰雪融水和水库(池)溃决水体等形式。吉林省山区年降雨集中在6-9月,尤其多发局地暴雨。泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等,这就为泥石流的发生直接提供了水动力条件。
综上所述,当土壤侵蚀达到一定程度后,岩体,由于构造面的存在,当降雨强度达到一定程度,雨水使构造面的结合力下降,极易诱发小范围的山体滑坡,再遇强降雨,滑坡的山体移动产生动能,带动其他地表土及砂石混合水顺坡而下,形成泥石流。
3泥石流的防治措施
(1)政府加强管理
制定针对性强的法律、法规,依法管理保护环境。目前,有关“环境保护”的法律、法规条文中,对山区环境保护的特殊性认识不足,针对性不强,因此有必要研究和制定山区环境保护的专门法规。山区环保涉及到的环保、水利、农业、林业、安全监察、矿管等部门之间协调不够,山区环境保护受到严重影响。泥石流地质灾害应当受到政府及主管部门的高度重视,健全和完善市政管理机构和技术机构,严格管理,科学防治,健全和完善管理机构和技术机构,是泥石流防治工作的基础。
(2)植物措施
主要是在发生中度以下土壤侵蚀的区域配合工程措施采用。往往采取乔灌结合的方式,增加植被的覆盖度,植物的树干及树叶能减少降雨的雨滴势能,以缓冲直接击溅地表的能量根系,能固结土壤。沟底一般采取栅状造林的方式,可以减少泥沙下泄的速度,降低泥石流的动能。沟头防护采取乔灌混交模式,可以预防溯源侵蚀以及侵蚀沟的发展,起到一定的蓄水保土作用。
(3)工程措施
在泥石流的防治工作中,植物措施虽然重要,工程措施及编制《泥石流防治预案》也是必要的。但防治泥石流的工程措施却是效果极佳的。具体有以下几项措施。
①坡地水土保持工程。在陡坡地耕种农作物,应尽量修建梯田,可以减少水土流失,并且提高粮食产量。在15°--20°的坡耕地上,若不修建梯田可以改造隔坡式梯田,同时修建一定数量的土谷坊,配合削坡,开挖截水沟、排水沟等设施,以期减少水土流失量。
②修建拦砂坝、石谷坊等水型农水工程该工程主要是减少土砂流失量,并对已流失的砂土进行调节。该工程设施的建设目的是让水排出,只拦蓄砂石土等固体物质。拦砂坝主要有以下几种类型:一是山脚固定坝。在山脚下筑坝淤砂,增加山体的稳定性,减少由于滑坡和山崩造成的泥砂量。二是防止纵向侵蚀坝。在沟谷的纵向侵蚀区间的下游修建拦砂坝,使河床淤积后保护纵向侵蚀区域不再侵蚀和冲刷,以减少下泄土砂量。三是堆积体下游拦阻坝。在滑坡、山崩的堆积体下游筑坝,防止堆积体流失形成泥石流。四是泥石流拦截坝。对上游已产生的泥石流进行拦截,控制和消减泥石流对下游的破坏力。石谷坊主要用于坡耕地的侵蚀沟防护。就是按照侵蚀沟的走向布设一定数量的石谷坊,以排水蓄土为目的,使侵蚀沟逐步被填平,也能大大减少泥砂的流失量。
③河道加固和护岸工程。对于河流弯曲部位有可能因一侧河岸冲刷造成山体崩塌或土地大量侵蚀的部位,要设置各种护岸工程,减少土砂流失量。
④建立分砂地。当泥石流流出山谷,进入冲积扇时流速减小,开始堆积。因此可在山谷出口附近选择适合区域划为分砂区,在周围筑堤防止土砂溢出。通过将泥石流的堆积限制在指定范围内,达到减少对其他区域的危害的目的。
总之,泥石流的防治是关系经济发展以及人民生命财产安全的重要任务,要及早进行防治,把泥石流消灭在萌芽中。
参考文献:
【1】刘希林,莫多闻.泥石流风险评价[M].成都:四川科学技术出版社,2003
篇6
[关键字] 泥石流 重力式拦挡坝 稳定性 验算方法 工程案例
[中图分类号] X43 [文献码] A [文章编号] 1000-405X(2013)-1-224-2
0 引言
目前,在泥石流治理工程中多采用重力式拦挡坝进行泥石流的防治工作,在工程设计时,须对其进行稳定性验算,以提高工程的可靠性和安全性,验算时多采用电子软件验算,国内的一些验算软件一般是工程设计者自行研发和编写,各验算软件技术还不成熟,均具有局限性和不准确性,此种验算仅在工程设计时使用方便,其验算结论并非准确。笔者提出,此类工程验算可根据《泥石流灾害防治工程设计规范》(DZT0239-2004)提出的验算公式进行验算,称之为手动笔算,简称手算。其验算步骤明确,简单易懂,结合工程力学性质验算,结论较准确,计算过程可在Excel中完成。
1 工程案例
下面根据工程实例,采取手动笔算对重力式泥石流拦挡坝的稳定性验算。江西漂塘钨业有限公司漂塘矿区猪斗窝至漂塘河泥石流治理工程中设计的一处拦挡坝作为本次工程实例[1]。
1.1 工程概况
该易发性泥石流沟开口方向总体为210°,相对高差180~330 m,主沟呈"V"型,纵坡降150‰,汇水面积约1.5km2。两侧山坡坡度一般25~35°,植被较发育,以灌木为主,覆盖率80%。上覆Qedl残坡积土,厚一般0.5~2.0m,局部2.0~4.0m,下伏∈Ⅱ变质砂岩,地层产状355°∠55°。据野外调查,该处沟谷两侧浅层滑坡较为发育,见4处崩塌、滑坡,山坡、沟谷中有4处废石堆放场(总方量约358.2×104m3)及零星堆放小方量的废石、矿渣、弃土等,废石堆结构松散,稳定性较差,为形成泥石流提供了丰富的松散物质来源,一旦遭遇到特大暴雨,沟内水流将携带大量的泥土矿渣形成泥石流,对矿区造成危害,威胁人口约150人,威胁资产约300万元。因此,在适宜位置设置重力式拦挡坝预防突发泥石流灾害对下游遭受破坏。
1.2 重力式拦挡坝设计参数
该重力式拦挡坝采用浆砌块石砌筑,泥石流灾害防治工程安全等级为四级,工程设计标准为二级,即50年一遇,坝址左右两岸斜坡坡度均为28°,上覆残坡积厚0.5~1.5m,岩性为含碎石粉质粘土,下伏地层为∈1n1岩屑石英杂砂岩,产状120°∠50°,强风化层厚1.0~3.5m。该拦挡坝设计尺寸参数为坝长50m,坝体高10m,坝顶宽1.6m,坝底宽9.6m,基础厚2.5m,下游坝坡比1∶0.2,上游坝坡比1∶0.6,在坝体高1.5m、3.0m、4.5m、6.0m、7.5m处设置五排泄水孔,孔径DN90,孔距2.0m,上下排呈"品"字型布置,采用M10.0砂浆砌筑块石和1∶2水泥砂浆勾缝及抹面,水泥采用普通硅酸盐32.5R型,坝顶设有溢流口,长2.0m,高0.4m。设计库容约13.2×104m3,上游废石累进流失率6%,约13.05×104m3,满足要求,见图1 重力式拦挡坝横剖面图、图2 重力式拦挡坝纵剖面图。
1.3 重力式拦挡坝稳定性验算
依据《泥石流灾害防治工程设计规范》(DZT0239-2004),拦挡坝抗滑安全系数应大于1.20,抗倾覆安全系数应大于1.50,地基容许承载力应大于1.2倍最大地基应力。假定该重力式拦挡坝在满负荷工况下运行进行以下稳定性验算。
作用于拦挡坝的垂直压力,即拦挡坝坝体自重计算(其它外力忽略不计),采用《泥石流灾害防治工程设计规范》(DZT0239-2004)提出的计算公式[2]:
式中:Wd--单宽坝体自重(kN);
Vb--单宽坝体体积(m3);
b--筑坝材料重度,取24kN/m3。
Vb=65.4m3, b=24kN/m3,根据上述公式计算得:Wd=1569.6kN。
作用于拦挡坝的水平压力,即泥石流体水平压力(其它外力忽略不计),采用《泥石流灾害防治工程设计规范》(DZT0239-2004)提出的朗肯主动土压力计算公式:
式中:Fvl--泥石流体水平压力(kN);
c--泥石流重度(kN/m3);
Hc--泥石流体泥深(m);
a--泥石流体内摩擦角,一般取值4°~10°。
c取20 kN/m3,Hc取9m, a取4°,根据上述公式计算得:Fvl=704.34kN。
1.3.1抗滑稳定性验算
抗滑稳定性验算采用《泥石流灾害防治工程设计规范》(DZT0239-2004)提出的抗滑稳定性计算公式:
式中:kc--抗滑安全系数;
f--滑动面上的抗剪摩擦系数,取值0.5~0.8;
∑N--垂直方向作用力的总和(kN);
∑P--水平方向作用力的总和(kN)。
f取0.6,∑N=Wd=1569.6kN;∑P =Fvl=704.34kN,根据上述公式计算得:kc=1.34>1.20,则抗滑稳定性满足规范要求。
1.3.2抗倾覆验算
抗倾覆验算采用《泥石流灾害防治工程设计规范》(DZT0239-2004)提出的抗倾覆计算公式:
式中:k0--抗倾覆安全系数;
∑MN--抗倾力矩的总和,即垂直方向的力的力矩总和(kN·m);
∑MP--抗倾覆力矩的总和,即水平方向的力的力矩总和(kN·m)。
根据图3 坝体受力分析示意图,∑MN=F1×L1=Wd×L1=1569.6×5.6=8789.76kN·m,∑MP =F2×L2=Fvl×L2=704.34×3.0=2113.02kN·m,则根据上述公式计算得:k0=4.16>1.50,则抗倾覆稳定性满足规范要求。
1.3.3地基承载力验算
地基承载力验算采用《泥石流灾害防治工程设计规范》(DZT0239-2004)提出的地基承载力计算公式:
地基承载力应满足下式:
σmax≤[σ](7)
σmin≥0(8)
式中:σmax--最大地基应力(kN);
σmin--最小地基应力(kN/m2);
∑N--垂直力的总和(kN);
B--坝底宽度(m);
e0--偏心矩;
[σ]--地基容许承载力(kN)。
根据地基岩性力学特征,σ取1.5×104kN,∑N=Wd=1569.6kN,B=9.6m, e0=B÷2-L1=9.6÷2-5.6=-0.8(m),根据上述公式计算得:σmax=81.75 kN×1.2=98.1kN0,则地基承载力满足规范要求。
所以,该重力式拦挡坝抗滑稳定性、抗倾覆稳定性和地基承载力均满足规范设计要求。
根据以上验算过程和结论可知,其验算步骤简单明了,结论准确清晰,经稳定性验算该工程设计的坝体安全稳定,满足技术规范要求,能够起到很好的防护作用,进一步为工程设计提供可靠的技术依据,确保工程安全有效。
2 结论
在泥石流防治工程设计中,拦挡坝的稳定性十分重要,重力式拦挡坝是泥石流防治中使用较普遍、设计方法较为成熟的典型坝型[3],其稳定性验算方法多种多样,有些方法并非适合某种特定环境下的重力式拦挡坝稳定性验算。
这样就亟需在某一特定环境下具体分析研究,采取适宜此类状况下的验算法则,而目前较多的工程设计人员在进行重力式拦挡坝设计验算时多采用某种验算软件,该种验算软件中设置的参数并不能完全符合实际需要,使用此类验算软件得出的结论往往与实际情况差别较大。因此,应从工程实际出发,结合国家制定的规范、规程、技术标准和以往工程经验作出单一环境下的验算思路和验算方法,这样可以使验算结论符合工程本身。
本文以江西漂塘钨业有限公司漂塘矿区猪斗窝至漂塘河泥石流治理工程中设计的某一重力式拦挡坝为验算案例,通过以上验算方法的详细阐述,依据《泥石流灾害防治工程设计规范》(DZT0239-2004)设计要求和结合工程实际情况,在分析重力式拦挡坝受力状态的基础上进行坝体稳定性验算,此稳定性验算方法在验算泥石流物源以矿山废石等粗颗粒为主要物质的环境下所设计的重力式拦挡坝尤为适宜。该稳定性验算方法简单易懂,步骤详尽,结论可靠,本验算方法可供工程设计人员参考和借鉴。
Calculation of the Stability of the Gravity Dam in Front of Debris Flows
LIU Jian-bing ZHANG Wen-shan
(Geo-environmental Monitoring station of Jiangxi, Nanchang, Jiangxi, 330095)
Abstract:In engineering design, calculation of the stability of the gravity dam in front of debris flows generally adopts calculation software, subject to non-scientific and inaccurate nature. In order to ensure checking method accuracy,Manual check based on 《Engineering design Specifications of debris flow disaster prevention》's check formula and analysis of dam body stress, combining from actual projects,with a gravity dam of Jiangxi Tungsten CO.,LTD which located by Zhu Dou Wo - Piao Tang He,hypothesis full- reservoir. Manual check applies to all material of debris flow. If these manual check method are thoroughly promoted,it can be enormous useful work for mine geological disaster prevention.
Keyword:debris flow gravity dam stability checking method projects
参考文献
[1] 刘建兵.江西漂塘钨业有限公司漂塘矿区矿山地质环境保护与恢复治理方案[R].江西省地质环境监测总站,2012:70-72.
LIU Jianbing. Jiangxi Tungsten CO.,LTD Piao Tang mine geological environmental protection restoring and harnessing program [R]. Geo-environmental Monitoring station of Jiangxi,2012:70-72.
[2] DZT0239-2004,泥石流灾害防治工程设计规范 [S].
DZT0239-2004,Engineering design Specifications of debris flow disaster prevention [S].
篇7
摘要:
以果木沟泥石流为研究对象,在阐述该泥石流自然地质条件的基础上,系统地分析了该泥石流的发育情况、泥石流沟谷特征及其形成条件,确定了该泥石流的类型;分析预测其发展趋势,计算确定了典型泥石流沟的动力学特征,研究成果为经济合理防治该泥石流沟灾害提供了科学依据。
关键词:
泥石流;沟谷特征;运动特征;综合防治
果木沟泥石流位于甘孜县夺多乡果木村,果木沟为达曲河左岸的一级支流。沟口洪积扇上分布有多处建筑。该沟内近年来多次发生了规模不等的泥石流灾害。从一九八五年至今,发生泥石流的频率和规模有加剧的态势,严重威胁到沟口洪积扇上靠近沟边居住的村民的生命和财产安全,影响前缘坡下的乡镇公路的正常运行。在每年雨季暴雨冲刷下,果木沟沿线发生多处崩塌和小型滑坡,在沟谷堆积了大量的物源,成为较大的安全隐患。因此,查明泥石流的发育情况及泥石流沟谷特征,分析预测其发展趋势,并通过计算确定典型泥石流沟的动力学特征,这些结论对于如何经济合理防治泥石流灾害具有重要现实意义[1]。
1泥石流自然地质条件
1.1气象水文
研究区属大陆性高原季风气候,空气干燥,气温较低,冬长夏短,多年平均气温5.6℃,多年平均降雨量666.81mm,其中10min最大降雨量13.2mm(2001年),30分钟最大降雨量30.9mm,一日最大降雨量40.9mm(1995年),属季节性冻土地区,最大冻土层厚度达1.2m;达曲河从果木沟沟口前缘经过,平均水深1.5m,最大流量215m3/s,最低流量5.8m3/s。
1.2地形地貌
研究区位于青藏高原东南缘的川西北高山高原区,横断山脉的东北翼部分。受青藏川大“歹”字型地质构造活动的严格控制,地貌类型复杂多样。区内整个地势自西北向东南逐渐倾斜,出现了丘原、山原、高山、极高山等多种地貌类型,海拔多在3500m以上。夺多乡地貌主要表现为河谷深切,山势陡峻,高差悬殊大。谷底宽约50~150m,山岭宽度一般仅10km。河谷深切一般为200~800m,有的可达1500m,坡度一般45°,有的可达60°~70°,海拔多在5000m以上,是典型的高山峡谷地貌类型。
1.3地层岩性
研究区内出露的地层主要由三叠系杂谷脑组(T2z)和三叠系侏倭组(T3zh)地层及第四系冲洪积层(Q4al+pl)、残坡积层(Q4el+dl)、坡洪积层(Q4dl+al)和泥石流堆积层(Q4sef)。(1)三叠系。三叠系杂谷脑组(T2z):灰色薄~厚层变质钙质石英细砂岩,长石石英粉砂~细砂岩,岩屑长石砂岩与灰色绢云板岩不等厚互层,夹灰色薄~中层生物碎屑灰岩。下部夹锰质结核,灰岩中锰质高。三叠系侏倭组(T3zh):灰色薄~厚层变质石英粉~细砂岩、长石砂岩与深灰色含钙质绢云板岩韵律式互层,下部夹泥灰岩结核。(2)第四系。冲洪积层(Q4al+pl):灰色、灰白色漂卵石夹砂,母岩主要为为板岩、变质砂岩,漂石粒径一般20~30cm,最大0.8~1.2m,约占20%~30%,卵石约占50%~60%,砂约占20%,磨圆度较好,多呈圆~亚圆状,结构稍密~中密,分选性较好。主要分布于沟口达曲河两岸一级阶地上。残坡积层(Q4el+dl):含碎石粉质粘土,区内广泛分布,褐色、灰色、灰白色,碎石粒径一般6~15cm,少数达15cm以上,母岩为变质砂岩、板岩,呈强风化状,磨圆度差,呈棱角状,分布形态主要以透镜体分布于该层中。残坡积物从下到上有韵律层序,倾角近似于坡角,呈松散至半固结状。坡洪积层(Q4dl+al):地表形态常呈带状、三角形、扇裙等,物质组分为碎石、少量块石、砾石、砂、泥等,母岩成份主要有变质砂岩、板岩等。块碎石无分选,磨圆度差,呈尖棱角~棱角状,粒度一般在5~15、40~60cm之间,最大可达2m,底厚1~6m之间,最厚可达8m以上,坡洪积物粒度由底部至顶部有变细的趋势,其堆积体表面坡度在25°~45°之间。该层主要分布于流域中、下游果木沟沟床两侧带状区域内。泥石流堆积层(Q4sef):杂色,稍湿,碎石,母岩主要成分为变质砂岩、板岩,棱角~次棱角状,中等~微风化,碎石粒径多为8~20cm,含少量块石,碎石含量50%~70%,充填物主要为砂,结构松散~稍密。该层主要分布于主沟下游沟床及沟口扇体上。
1.4地质构造
研究区位于青藏高原向云贵高原和四川盆地的过渡地带,属横断山系北段川西高山高原区,是青藏高原的一部分。区域地质构造处于青藏滇缅印“歹”字型构造的头部向中部转折部位上,构造形迹比较复杂,主要表现为平行排列的北西向褶皱和断裂。
2泥石流发育特征
根据泥石流沟床纵比降及物源分布特征,将全流域分为形成流通区与堆积区两个区域(见图1)。
2.1形成流通区特征
果木沟泥石流平面形态呈条带状,无支沟发育,果木沟两侧可见明显分水岭,地形起伏较大。该区最高海拔4485m之间,最低海拔3570m,相对高差约915m,汇水面积约5.2km2,果木沟长约5.0km。沟谷形态变化较大,主要以“V”字形为主,平均沟床纵比降19%。果木沟源头段200m范围纵坡比降达42.5%,横向上主要由沟谷堆积、坡积群及高山等地貌组成,纵向上沟谷形态呈折线型,长滩、跌坎发育明显,纵坡比降大,谷底一般宽2~6m,地形地貌为高山峡谷地貌。根据调查,区内岩土体主要为三叠系杂谷脑组上段灰色薄~厚层变质石英砂岩夹粉砂质绢云板岩、绢云板岩,崩塌、滑坡等作用形成的碎块石及第四系垮塌形成的松散土体。区内岩体较坚硬,抗压强度高,但是浅表部节理裂隙发育;区内各类物源堆积体中碎块石结构一般为稍密~中密,分选性差,棱角分明,透水性强;残坡积土层结构松散,主要分布于缓坡、山脊平台和坡脚地带。区域降雨和植被分带明显,随高程增加,降雨量增加,植被覆盖率也逐渐增加。
2.2堆积区特征
堆积区位于海拔3550~3570m之间,平面形态呈扇型,为古洪积扇,现代沟谷中水流下切前期古洪积扇体,汇入达曲河。堆积扇前缘直抵达曲河河床左岸水边,堆积扇前缘宽约200~300m,后缘宽50~80m,纵向长约150~200m,纵坡坡度6°~10°,扩散角100°~110°,平面面积约为2.2×104m2,根据钻探资料,泥石流堆积厚度大于15m,堆积扇体积大于30×104m3。物质组成以碎、块石和砂粒堆积为主,碎块石占50%~70%,结构稍密~中密。母岩成分为变质砂岩、板岩,粒径一般在8~25cm,最大可达300cm,砂及粉土充填,分选性差。从扇顶至扇体边缘颗粒由粗变细,具有简单分选的特征,扇顶颗粒较粗大,最大粒径200cm,一般粒径为15~30cm;中部最大粒径60cm,一般粒径为9~24cm;前缘最大块石粒径约40cm,一般粒径为6~15cm。
3泥石流形成条件及活动特征
3.1形成条件
果木沟长约5.0km,最高点海拔4485m,最低点入达曲河口处海拔3550m,相对高差约935m,谷坡平均坡度30°~65°,沟床平均纵比降为18.6%,沟谷形态为“V―U”字形。地貌以高山侵蚀地貌为主,地形平面形态呈树叶状,两岸边坡以上山峰林立,岸坡陡峻,沟道窄坡降大,这种地形有利于松散固体物源、雨水及地下水的汇集,同时沟谷地形坡度陡,跌水明显,流域内巨大的谷岭高差、陡峻的岸坡及较大的沟床纵比降为泥石流的形成提供了地形地貌条件[2]。该沟所在的甘孜县在区域地质构造处于青藏滇缅印“歹”字型构造的头部向中部转折部位上,构造形迹比较复杂,断裂发育,岩体破碎较严重,基岩风化带较厚,河流侵蚀强烈,在暴雨、地震及人类活动等作用下常常形成崩塌、滑坡等地质灾害,大量松散物质堆积于沟床及两侧,为泥石流形成提供了充足的固体物源。经常产生强降雨,产生洪流,在狭窄陡深的沟谷中产生强大的动能,为泥石流的产生提供了水动力条件[3-4]。从上述分析来看,果木沟泥石流流域的固体物质、水源条件和地形条件,都有利于泥石流的发生和活动。
3.2泥石流类型
按照泥石流灾害防治工程勘察规范对泥石流的流体性质、发生频率、发生地形地貌条件、固体物质提供方式、诱发因素及动力特征等不同指标和总和指标进行分类[5],详述如下:(1)按流体性质划分,果木沟泥石流为粘性泥石流根据调访,泥石流浆体像稀粥状,其容重在1.6~1.8g/cm3之间,果木沟泥石流为粘性泥石流;(2)按暴发频率划分,果木沟泥石流为高频泥石流根据调查,果木沟1988年降雨雨强为10~20年一遇,1988年发生泥石流为20年一遇,按泥石流灾害防治工程勘察规范,发生频率在一年多次至5年1次为高频泥石流;(3)按泥石流集水区地貌特征划分,果木沟泥石流主要属于沟谷型泥石流根据实地调查,泥石流沟发育于山体深切沟谷地带,物质来源为沟两侧的山坡提供及果木沟沟床堆积物提供,泥石流的形成流通区及堆积区明显;(4)按照泥石流固体物质补给方式分类,果木沟泥石流属于崩塌及沟床侵蚀型泥石流泥石流在形成过程中,固体物质主要由崩塌提供,在运动及发展过程中,固体物质主要由沟床堆积物侵蚀提供;(5)按泥石流激发、触发及诱发因素分类,果木沟泥石流属于暴雨型泥石流该流域的泥石流主要由于暴雨或特大型暴雨引起;(6)按照泥石流动力特征分类,果木沟泥石流属于水力类泥石流泥石流发生主要沿较缓的坡面运动,其中土体是靠水体的部分提供推移力引起和维持其运动;综上所述,果木沟泥石流属于粘性—高频—暴雨—沟谷型泥石流。
3.3泥石流规模
根据果木沟泥石流泥痕和过流断面实测资料,果木沟一次泥石流堆积总量在1×104~3×104m3,确定果木沟泥石流规模为中型。
4泥石流运动特征与动力学特性
对于泥石流运动特征和动力特征的定性分析,是认识泥石流和进行泥石流防治工程设计的基本数据。由于无泥石流发生时的实际观测数据,对各泥石流沟的分析,主要根据查访资料,类比利用目前泥石流运动特征及动力特征研究的成果进行分析。
4.1泥石流流速
果木沟泥石流为粘性泥石流,流体粘性较大,浮托力强,能耗大,流速一般较小,且在不同地段流速有明显的差异,如在形成流通区上游沟床纵坡降大,沟道顺直段的泥石流流速大,而在窄谷、弯道沟段,由于流体动能消耗大,流速明显减缓,进入形成流通区下游后,沟道变宽,流深变浅,流速会明显减小。因此,根据果木沟泥石流的实际情况,分别选用《泥石流灾害防治工程勘查规范》规范性附录I中的“粘性泥石流流速计算公式”———东川蒋家沟泥石流改进公式、甘肃武都地区粘性泥石流流速计算公式及古乡沟、东川蒋家沟、武都火烧沟的通用公式对其进行计算[5],将计算结果与当地曾经目睹过该沟泥石流暴发的人对泥石流情况的描述相对比佐证,沟口位置泥石流流速的采用值为P=5%频率下的泥石流流速值:VC=3.8m/s。
4.2泥石流容重
采用现场泥浆痕迹相似法和泥石流形态调查法比对分析综合确定泥石流流体容重。根据当地村民描述泥石流开始发生和结束时呈稀粥状,流动较快;中间时,泥石流浆体呈稠粥状。因此,综合认为泥石流的密度均应在1.70~2.0t/m3之间。
4.3泥石流流量
果木沟流域内无实测的洪峰流量资料,不能用数理统计的方法计算设计洪峰流量。根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》,泥石流峰值流量采用“雨洪法”来进行计算,即假设泥石流与暴雨同频率、且同步发生,计算断面的暴雨洪水设计流量全部转化为泥石流流量的假设条件下建立的计算方法,采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》计算设计暴雨[6],由设计暴雨推求设计洪峰流量(见表1)。
4.4泥石流冲击力
泥石流整体冲击压力δ按《泥石流灾害防治工程勘查规范》的规范性附录I中推荐的“铁二院(成昆、东川两线)公式”进行计算(见表3)。
5结论
本文阐述了该泥石流沟的发育情况及沟谷特征,分析预测其发展趋势,并通过计算泥石流流速、流量、一次性冲出量及固体物质总量和冲击力,确定典型泥石流沟的动力学特征,这些结论对于如何经济合理防治泥石流灾害具有重要现实意义。果木沟泥石流为典型的暴雨崩滑高频粘性沟谷型泥石流,严重威胁到沟口附近人民群众生命财产安全。泥石流沟处于发育壮年期,有继续发育和发展的良好沟道条件、丰富的物源储备和积累、极高的暴发频率、良好的水源条件及触发因素、流域植被覆盖率总体较低、大量的小型滑坡、崩塌发育,为泥石流的形成提供了丰富的物源[7]。果木沟泥石流实施治理不仅十分必要,而且极为紧迫。因此,建议采取“以排为主、拦排结合”方案对泥石流进行治理,并在治理后采取生物措施相结合的综合防治对策,在泥石流形成物源区采用恢复植被的生物工程措施及固沟稳坡的工程措施。
参考文献:
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[6]四川水利电力厅.四川省中小流域暴雨洪水计算手册[M].成都:四川水利电力厅,1984:8-100.
篇8
关键词:公路;地质灾害;滑坡;泥石流;防治;措施。
中图分类号:X734文献标识码:A 文章编号:
1公路地质灾害的类型
1.1崩塌
指地质体在重力作用下,陡坡上的岩土体突然脱离母体向下倾倒、滚落的地质现象。根据其成因和破坏方式可划分为滑移式崩塌、倾倒式崩塌和坠落式崩塌三类。按其发生的体积大小分为小型(小于1×104m3)、中型(1~10×104m3)、大型(10~100×104m3)和特大型(大于100×104m3)4个级别。根据其物质成分又分为岩质崩塌和土质崩塌,诱发因素为自然或人类工程活动。
1.2滑坡
指地质体沿地质弱面向下滑动的重力破坏现象,一般具有双重含义,一是重力地质作用过程,二是重力地质作用结果。按物质成分可分为土质滑坡和岩质滑坡两大类。根据滑面与岩层面的关系可划分为顺层滑坡、切层滑坡。依据滑坡体发展运移形式可划分为推移式、牵引式和混合式滑坡等类型。按滑坡体的体积大小,划分为小型(小于10×104m3)、中型(10~100×104m3)、大型100~1000×104m3)和特大型(大于1000×104m3)4个级别,其诱发因素为自然和人类工程活动。
1.2泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化)在沟谷或山坡上产生的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,其汇水、汇砂过程十分复杂,是各种自然(或)人为因素综合作用的产物。泥石流活动对民众生命财产造成损失或构成危害时,即形成泥石流灾害。按其水源成因可划分为暴雨(降雨)泥石流、冰川(冰雪融化)泥石流、溃决(水库、坝塘、堰塞湖等)泥石流等。
按物源成因可分为坡面侵蚀型泥石流、崩滑型泥石流、冰碛型泥石流、弃渣型泥石流和混合型泥石流等类型。
按泥石流的物质组成,可分为泥流型、水石流型和泥石流型三种类型。根据泥石流一次性暴发堆积土石体积,其规模可分为特大型(大于100×104m3)、大型(10~100×104m3)、中型(1~10×104m3)和小型(小于1×104m3)4个等级。泥石流的危害性按一次造成的人员伤亡和财产损失可划分为特大型、大型、中型、小型4个灾害等级,其潜在危害是根据受威胁人口和可能造成的直接经济损失进行划分。
2防治措施
2.1崩塌灾害防治措施
2.1.1主动防治措施
(1)削坡。在较稳定的斜坡上将危险岩土体按照一定的设计坡度进行爆破或开挖清除,目的是清除斜坡表面较松散的岩土体,减小斜坡体的荷载量,使斜坡坡度达到理想的稳定状态,但削坡不宜在岩体破碎强烈和开挖影响较大的岩土体上进行。
(2)排水。排水的主要目的是防止地表水的下渗加载,可提高边坡的稳定性,特别是对侵蚀作用比较敏感的边坡地段,其效果尤为明显。因此,地表排水作为一种辅助防治措施应予以考虑。
(3)嵌补。对外悬或坡面凹腔形成的危岩体采用浆砌片石、混凝土等填筑,是提高危岩体稳定性的一种方法,但嵌补结构必须要有稳定的基础,且必须与坡面稳定体紧密结合。此外,若坡面危石较多时,要进行大量的局部开挖,以给嵌补结构提供基础平台,并要嵌补封闭支撑体间的软弱岩层,阻止在风化作用下岩腔进一步的扩展。
(4)锚固。是对已确定的危岩体进行加固的一种较好选择,其结构简单,对环境改变不明显。在采用锚固措施加固危岩体时,要完全查清坡面危石,在危岩体上进行钻孔锚固作业过程中,其振动作用将可能导致危石滚落,要提高安全意识,防止施工风险。
(5)喷射混凝土。该方法技术成熟,机械化程度高,施工速度快,对地形适应能力强,也较为经济。同时该方法本身能通过添加纤维来提高强度和韧性,并常与锚杆、钢筋网或钢丝格栅结合使用,力学性能高,具有较高的承载能力。
2.1.2被动防治措施
(1)落石槽。公路修建于坡脚附近时,应首先考虑在坡脚留置或设置具有一定宽度和深度的沟槽来承接落石,落石槽的设置要确保落石不能直接落到需要保护的区域,但是,当场地地形条件受限,需要通过开挖来提供满足要求的落石槽时,则会增大开挖量,其投资增加值可能超过采用其他工程措施的费用,且会带来较大的环境破坏。
(2)拦挡墙。一种修建于落石路径上的拦挡结构,通常由浆砌片石或浇筑混凝土构成。结构的刚性特征决定了它的抗击效果较差,因此受经济、场地地形条件和结构自身稳定性等因素限制,其修建尺寸通常是有限的,抗冲击能力也较为有限,而结构本身在遭受落石冲击破坏时可能成为人为落石源,故需要有稳定而庞大的基础。通常情况下,需要进行较大规模的开挖,另一方面,对场地条件也要求较高,特别是在坡面较陡时常难以实现。
(3)避让。对于潜在崩塌体,其落石规模和频率较大地段,特别是可能伴有其他边坡地质灾害发生的现场,避让是一种有效而最为安全可行的措施,其根本目的是将公路或建筑物建在其威胁范围以外,做到一劳永逸,但其缺陷通常也较为明显,必然要增加投资,还可能会丧失部分使用功能或提高其功能使用成本。其方法如改变工程位置或公路绕线,采用隧道方案等。
2.2滑坡灾害防治措施
根据防治目的不同,其主要采用的方法有以下几点。
2.2.1直接阻止滑坡的发育
设置各种抗滑工程。抗滑片石垛、抗滑挡墙、抗滑墩、预应力锚固、预应力锚固抗滑挡墙、预应力锚固抗滑桩、钢架抗滑桩、拦砂坝工程等。
近年来抗滑桩在公路滑坡治理中被广泛采用,多是人工挖孔灌注桩,一般在滑坡上布设2到3排适用于浅层处于蠕动挤压阶段的滑坡。锚固方案一般只适用于浅部岩层滑坡,是通过把斜坡上被软弱结构面切割的岩层组成一个稳定的结合体,并利用岩体与锚杆密贴所产生的摩阻抗力来阻止岩土体向下滑动。
挡土墙是广泛采用的防治滑坡的支挡构筑物,其优点是稳定滑坡收效快,就地取材,施工方便,特别适用于防治中、浅层滑坡,对于因开挖边坡而引起的牵引式滑坡,可以很好的提供支撑力。挡土墙一般设在滑坡前缘。当滑床为完整岩层时,可采用上挡下护的办法,基础埋入完整岩层内不小于0.5m,若滑床为不易设置基础的破碎岩层时,可将基础置于坡脚稳定地层内,基础埋深不小于2.0m,并置于可能向下发展的滑面以下。
2.2.2 改变滑带土的性质
可采用灌浆处理(灌注石灰浆、石灰砂浆、水泥浆、粘土浆等)、焙烧处理(在滑坡前部利用导洞焙烧滑带土)、电渗排水(利用电极作用排除滑带土的水)、化学处理(利用化学反应增加滑带土的强度)。
2.2.3改变坡体内部力学平衡度
清方减重和坡脚反压是最简单有效的一种方法。当坡体后缘周界为稳定岩土体时,在滑坡顶部清方减压,不会破坏斜坡上部及左右的稳定性,还能利用清方土体反压滑坡前缘,特别适用于防治推移式滑坡或由错落转化的滑坡。
篇9
【关键词】重庆市,地质灾害;防治对策;
中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:
防治对策,从宏观方面提出和探讨了适合我市的地质灾害防治对策及保障措施。
重庆市位于我国西南地区,西连四川,南接贵州,东邻湖北,北部与陕西接壤,海拔高度悬殊,气候条件多变,山体构造复杂多样,是全国地质灾害最严重、受威胁人口最多的地区之一,每年因地质灾害造成人员死亡数高达40~60人,造成直接经济损失约高达3~4亿元,占全市灾害损失比例高达20%以上,对人民生命财产安全带来了极大的威胁,严重的影响了人民正常的生产生活,不利于经济的可持续发展战略[1]。
由于地质灾害预报的的滞后性,给防治工作带来了极大的困难,已经不能满足人民群众对社会发展的要求。社会在不断的进步,各项社会保障措施也在不断地完善,也给地质灾害防治提出了新的要求。随着检测水平的不断提高以及人们对地质灾害的不断了解,从事相关行业的人员已经逐步摸清了地质灾害发生的类型,也会根据不同的发生情况及时制定出相应的防治措施。
主要地质灾害类型以及防治措施
1.1滑坡、崩塌
山体滑坡(landslides)是指山体斜坡上某一部分岩土在重力(包括岩土本身重力及地下水的动静压力)作用下,沿着一定的软弱结构面(带)产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用和现象。俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。是常见地质灾害之一。
崩塌(崩落、垮塌或塌方)是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象。
重庆市山地形势复杂,极易发生崩塌、滑坡地质灾害,华莹山—巴岳山以西为丘陵地貌;华莹山至方斗山之间为平行岭谷区;北部为大巴山地区;东部、东南部和南部属巫山大娄山山区。2001年5月1日20时30分左右,重庆市武隆县县城江北西段发生山体滑坡,造成一幢8层居民楼房垮塌。造成79死亡,数人受伤。2004年重庆万盛山体垮塌事件死亡人数为15人,2009年重庆武隆山体滑坡事故造成26人死亡,并且造成63人失踪。给人民的生命财产安全带来极大隐患。地质工作者统计了2000年到2010年十年间发生的滑坡灾害(见表1)。
表1 重庆市滑坡统计表
1.2防治措施
做好预防工作,是有效降低灾害水平的最有效措施,根据不同地区的环境特点制定相应的预防措施。加雨的预报工作,暴雨天气容易引起小型的滑坡灾害,发生比较突然,对山脚小村庄威胁较大。对滑坡多发区进行不间断地巡视工作,发现问题及时汇报,提前做好群众疏散工作,撤离危险区域。在滑坡的根本治理上也要下大力气,在多发区要植树造林,减少滥砍滥伐事件的发生,在相关区域减少开山采石行为,加大山区保护力度退耕还林。
1泥石流的发生
泥石流是山区特有的一种不良地质现象,它是由暴雨或上游冰雪消融形成的携带有大量泥土和石块的间歇性洪流。它具有突然发生、来势凶猛、历史短暂、破坏力强的特点[2]。它可以沿途冲毁道路桥梁,淹没房屋农田,阻塞河道,在顷刻间造成巨大灾害。泥石流的流域可划分为形成区、流通区和排泄区。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等.危害人类生命,应该要注意躲避。重庆市是泥石流多发地区, 重庆市开县、云阳、梁平等9个区县72个乡镇前天都遭暴雨和大风冰雹袭击。特大暴雨引发了泥石流,彭水县一辆由县城开往龙射镇的客车,在中途的汉葭镇青龙村被泥浆石块压埋,车上8名乘客7死1伤。
2.2泥石流的防治
防治泥石流,要从根本上积极治理,积极地预防,做好疏导工作。要积极的改善多发区的地理环境,做好水利,栏坝的修筑工作,合理修筑梯田,增加多发区域的植被面积。在居民聚居地进行勘测,尽量减少危险地区居住人口数量。在山体修建排水工程。一般来说,生态环境好的区域,泥石流发生的频度低、影响范围小;生态环境差的区域,泥石流发生频度高、危害范围大。提高小流域植被覆盖率,在村庄附近营造一定规模的防护林,不仅可以抑制泥石流形成、降低泥石流发生频率,而且即使发生泥石流,也多了一道保护生命财产安全的屏障。
3.1人为的过度开采的综合灾害
随着人类活动范围的加大,矿业发展对我国经济发展的作用也越来越大,对地球表面的生态环境改变也越来越大,市场需求的加大,造成多样性的粗放型的生产模式,生产工艺及设备落后,逐步加剧了环境的恶化,是上述两种地质灾害越来越频发的根本所在[3]。成片的林木被砍伐,山体被不加规划的随意开挖,造成岩石与土壤,遇到暴雨的发生极易产生滑坡、泥石流等地质灾害。
3.2健全与完善法律法规
随着公共意识的不断加强,人们对生态环境的深刻认识,保护环境已是非常重要的事情,是否能够坚持经济可持续发展的根本所在,要下大力气建设和完善现有法律法规。强化矿业发展的管理措施,坚决取缔非法、不合理的开采模式,努力提高科技水平,提高资源的有效利用率,加大国有矿业集团的管理与技术革新。
结语
重庆市山体繁多,地质条件复杂,在有效利用好现有科学技术外,要并不断的创新,学习习新的技术,在地质灾害发生前做好预防预报工作,降低人民生命财产损失,增加人力物力的投入,对地质灾害多发区进行巡视,做到早发现早预防。市县各级政府制定灾害防治策略,把灾害防治效果列入政绩考核中去。在全市做好宣传工作,让大家了解地质灾害发生的本质原因,在遇到灾害时掌握自救措施。
参考文献
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篇10
关键词:湟水北干;地质灾害;危险性;评估;防治措施
评估区范围为一期工程所属的支渠及干斗渠,其中16条支渠总长270.77km,4条干斗渠总长25.37km。工程总体呈北西―南东向,分布于西宁盆地北缘与大坂山南坡之间。西段位于宝库河左岸,中段为西宁盆地湟水河以北的低山丘陵区,东段属大坂山南坡。途经大通县、互助县、乐都县的大部分地区。项目区南有青藏铁路,兰州至西宁高公路,北部有青石咀至民和公路国道219线,渠首有国道227线经过,总干渠前段、中段有县、乡级公路相通,交通尚方便。
一、 地质灾害危险性现状评估
评估区内发育的地质灾害类型有滑坡、崩塌、潜在不稳定斜坡、泥石流、黄土湿陷5种类型。
1.滑坡
滑坡是斜坡岩土体沿着惯通的剪切破坏面所发生的滑移现象。滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致。滑坡在评估区内分布广、数量多、规模大、活动频繁、对本工程危害也比较严重。
形成及诱发因素:斜坡的局部稳定性受破坏,在重力作用下,岩体或其他碎屑沿一个或多个破裂滑动面向下做整体滑动的过程与现象。
2.崩塌
崩塌是指陡峻山坡上岩块、土体在重力作用下 ,发生突然的急剧的倾落运动。多发生在大于60°~70°的斜坡上。
形成及诱发因素:诱发崩塌的外界因素很多,主要有地震、融雪(雨)、地表冲刷、浸泡及不合理的人类活动。
3.潜在不稳定斜坡
评估区内潜在不稳定斜坡共36段,其中27段为黄土边坡。发育于中、低山前缘地带。黄土具有湿陷性,坡体前缘大多数地段因水流侵蚀形成陡坎。
形成及诱发因素:评估区内黄土结构不稳定、降雨侵蚀、坡脚季节性流水冲刷、坡脚开挖、坡体切割是诱发潜在不稳定斜坡的主要因素。
4.泥石流
斜坡上或沟谷中松散碎屑物质被暴雨或积雪、冰川消融水所饱和,在重力作用下,沿斜坡或沟谷流动的一种特殊洪流。特点是爆发突然,历时短暂,来势凶猛和巨大的破坏力。评估区内泥石流均发育于中、低起伏山区冲沟,形成、流通区均为黄土所覆盖,规模均属小-中型。
形成及诱发因素:评估区内地层岩性主要为第四系风积黄土及黄土状土,丘陵地带植被稀疏,水土流失严重,沟岸山坡坡度大,沟壁具有潜在松散物,遇强降雨则容易形成泥石流。
5. 黄土湿陷
湿陷性黄土是一种特殊性质的土,在一定的压力下,下沉稳定后,受水浸湿,土结构迅速破坏,并产生显著附加下沉。评估区内渠道沿线黄土及黄土状土最大厚度超过40.0m。渠道沿线分布的黄土属中压缩、弱~强湿陷性土,部分有自重湿陷特征。
形成及诱发因素:区内黄土多属马兰黄土及黄土状土,成因以风积为主,次为坡积、洪积等的混合沉积,厚度5~50m,变化大,随地形的起伏而异。该类土结构疏松,大孔隙、垂直节理发育,水稳性差。多虫孔和植物根孔,在裂隙或孔壁上常见钙质粉末或菌丝状白色条纹存在。无水条件下强度高、稳定性好,一旦遇水则起胶结作用的盐膜溶解、胶膜胀大,加之水膜楔入作用,黄土结构即迅速破坏,形成湿陷。
二、 地质灾害危险性预测
1. 工程建设引发或加剧地质灾害危险性预测
工程沿线地质灾害较发育,有滑坡、崩塌、泥石流等,同时渠道沿线地层主要为湿陷性黄土,其工程地质性质不良,在渠道工程建设时势必引发或加剧地质灾害。
2.工程建设可能遭受地质灾害危险性预测
工程施工过程中,可能遭受泥石流、滑坡、崩塌、潜在不稳定斜坡及黄土湿陷等地质灾害破坏。经预测评估,渠道工程建设会引发地质灾害,大规模土方的开挖,可能会引发边坡的失稳,形成规模不等的滑坡、崩塌等灾害。当布设在黄土或黄土与下伏红层构成的斜坡上的明渠傍山开挖,要特别重视防渗,否则在水动力作用下会引发滑坡,渠水溃流而下后有可能引发沟谷中的泥石流灾害,危及下游农田和村庄,其危害性大。渠道工程建设大量的弃土弃碴可能会引发或加剧泥石流灾害。
三、防治措施
1.滑坡防治措施
滑坡的防治要贯彻“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”的原则结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手:①消除和减轻地表水和地下水的危害;②改善边坡岩土体的力学强度。
2.崩塌的防治措施
实施治理工程,或进行小规模清除崩滑体后,开展定期或不定期监测,及时了解其发展态势。我国防治崩塌的工程措施主要有:遮挡、拦截、支挡、护墙(坡)、镶补沟缝、刷坡、削坡、排水。
3.潜在不稳定斜坡防治措施
对工程危害性小的,开展定期监测。对工程危害性大的,进行削坡或护坡处理,加强渠道防渗措施
4.泥石流防治措施
对遭受该泥石流灾害的可能性大或危害大得地区,以渡槽跨越的方式避开该泥石流灾害的影响为宜。同时建议对弃碴认真选址,对弃碴要进行拦接等加固设防,不能把冲沟当作垃圾排放场,防止弃碴成为泥石流的物源,保证沟道有良好的泄洪能力。
监测流域的降雨过程和降雨量(或接收当地天气预报信息),根据经验判断降雨激发泥石流的可能性;监测沟岸滑坡活动情况和沟谷中松散土石堆积情况,分析滑坡堵河及引发溃决型泥石流的危险性。